Actions en cours d’exécution

NF EN 1991-1-6 : Eurocode 1

Actions sur les structures

Partie 1.6 : Actions générales - Actions en cours

d’exécution

Avant-proposSection 1 Généralités1.1 Domaine d’application1.2 Références normatives1.3 Hypothèses1.4 Distinction entre Principes et Règles d’Application1.5 Termes et Définitions1.6 SymbolesSection 2 Classification des actionsSection 3 Situations de projet et états-limites3.1 Généralités – identification des situations de projet3.2 Etats-limites ultimes3.3 Etats-limites de serviceSection 4 Représentation des actions4.1 Généralités4.2 Actions sur les éléments structuraux et non structuraux

en cours de manutention4.3 Actions géotechniques4.4 Actions dues à la précontrainte4.5 Pré-déformations

4.6 Effets de la température, du retrait et de l’hydratation4.7 Actions dues au vent4.8 Charges de neige4.9 Actions liées à l’eau4.10 Actions dues au givre4.11 Charges de construction4.12 Actions accidentelles4.13 Actions sismiquesAnnexe A1 (N) : Règles supplémentaires pour les bâtimentsAnnexe A2 (N) : Règles supplémentaires pour les pontsA2.1 Etats-limites ultimesA2.2 Etats-limites de serviceA2.3 Valeurs de calcul des déformationsA2.4 Charges de neigeA2.5 Charges de constructionAnnexe B (I) : Actions sur les structures en cours de modification, de reconstruction ou de démolition

Définition des paramètres

Définition des paramètres (suite)

Section 3 – Situations de projet et états-limites

(5) Il y a lieu d’associer à toute situation transitoire de projet sélectionnée une durée nominale égale ou supérieure à la plus grande durée prévue de la phase de construction considérée.Les situations de projet doivent tenir compte de la vraisemblance des périodes de retour correspondantes pour les actions variables (par exemple, actions climatiques).

NOTE 1 Les périodes de retour pour l’évaluation des valeurs caractéristiques des actions variables en cours d’exécution peuvent être définies dans l’Annexe Nationale ou pour le projet individuel. Des valeurs recommandées des périodes de retour des actions climatiques sont fournies dans le Tableau 3.1, en fonction de la durée nominale de la situation de projet considérée.

Tableau 3.1 Périodes de retour recommandées pour l'évaluation des valeurs caractéristiques des actions climatiques

Durée Période de retour 3 jours

3 mois (mais > 3 jours) 1 année (mais > 3 mois)

> 1 année

2 ans (*) 5 ans (**) 10 ans 50 ans

(*) Une durée nominale de 3 jours, à choisir pour des phases d'exécution courtes, correspond à l'intervalle de temps maximal de prévisions météorologiques fiables pour le chantier considéré. Ce choix peut être adopté pour une phase de construction un peu plus longue si des mesures d'organisation appropriées sont prises. Le concept de période de retour n'est généralement pas approprié pour une courte durée. (**) Pour une durée nominale jusqu'à 3 mois, les actions peuvent être évaluées en tenant compte de variations climatiques météorologiques appropriées pour la saison et pour le court terme. Par exemple, l'intensité de la crue d'une rivière dépend de la période de l'année considérée.

NOTE 2 Une vitesse moyenne de vent minimale en cours d’exécutionpeut être définie dans l’Annexe Nationale ou pour le projet individuel.La valeur recommandée de cette vitesse, pour des durées allantjusqu’à 3 mois, est égale à 20 m/s.

NOTE 3 Des relations entre les valeurs caractéristiques et les périodes de retour pour les actions climatiques sont fournies dans les Parties appropriées de l’EN 1991.

Actions du vent en cours d’exécution

n

probbprobpb KpKcvcv

))98,0ln(ln(.1))1ln(ln(.1

,

5,0

))98,0ln(ln(2,01))1ln(ln(2,01

pcprob

Le maximum annuel du carré de la vitesse moyenne du vent est décrit par uneloi de valeurs extrêmes. La vitesse moyennée sur 10 mn de probabilité dedépassement p sur une période de 1 an est calculée en multipliant la vitessede base du vent vb (probabilité annuelle de dépassement égale à 0,02) par lefacteur de probabilité cprob :

où

K : paramètre de forme dépendant du coefficient de variation de la loi devaleurs extrêmes.

n : exposant.

Avec les valeurs recommandées K = 0,2 et n = 0,5 :

Par exemple, p = 0,2 (période de retour 5 ans), cprob = 0, 85ce qui multiplie la pression dynamique par 0,72

Actions du vent en cours d’exécution (suite)Absence d’indications dans les EN 1991-1-4 ou EN 1991-1-6 pour ce qui concerne la dissymétrie des actions du vent dans les directions horizontale et verticale : cette information doit être donnée dans l’Annexe Nationale.

Par exemple :

- La force de déséquilibre Fx (traînée) peut être représentée par une pression de vent horizontale sur l’un des demi-fléaux seulement. Les valeurs se situent couramment dans l’intervalle 1,0 – 3,0 kN/m2 selon l’exposition du fléau.

- La force de déséquilibre Fz (portance) peut être représentée par une pression de vent verticale appliquée à l’un des côtés seulement. Les valeurs se situent couramment dans l’intervalle 1,6 – 5,0 kN/m2 selon l’exposition du fléau.

Valeur minimale recommandée par l’EC2-2 : 200 N/m2

L'annexe 2 de l’EN 1992-2 suggère une valeur du déséquilibre vertical de vent entre les deux demi-fléaux égale à 0,2 kN/m2 lorsque cette action se combine avec un déséquilibre de fléau.

Extrait de l’EC1 – 1-4 annexe nationaleLes phénomènes dynamiques dépendent de la hauteur de pile et les pressions de vent équivalentes sont alors très liées à cette hauteur.Une étude affinée est conseillée au delà d’une valeur de 180 m pour l'ensemble: hauteur de pile + demi-fléau.

Actions sur un pont construit en encorbellements en cours d’exécution

Charges de neige en cours d’exécution

)5923,21(

57722,0))1ln(ln(61

V

PVss

n

kn

On admet que le maximum annuel de la charge de neige suit une loi de Gumbel (inexact dans la sud de la France). La valeur caractéristique de la charge de neige au sol pour une période de retour de n années est donnée par la formule :

sk charge de neige au sol pour une période de retourde 50 ans

Pn probabilité annuelle de dépassementV coefficient de variation du maximum annuel de la charge

de neige.

Exemple : Pn = 0,2 (n = 5 ans), V = 0,4

s5 = 0,632 sk

Charges de neigeLorsqu' un déblaiement quotidien de la neige est requis (y compris pendant les week-ends et les vacances) au stade du projet et que des mesures de sécurité sont prévues à cette fin, il convient de réduire la charge de neige caractéristique par rapport à la valeur spécifiée dans l'EN 1991-1-3 pour la phase finale.

NOTE La réduction peut être définie dans l'Annexe Nationale ou pour le projet individuel. La valeur caractéristique recommandée est égale à 30 % de la valeur caractéristique applicable aux situations de projet durables.

Pour la vérification de l'équilibre statique (EQU), et lorsque les conditions climatiques et la durée de la construction le justifient, il convient de supposer que la charge de neige caractéristique est uniformément répartie dans les zones produisant des effets d'actions défavorables et qu'elle est égale à 75 % de la valeur caractéristique applicable aux situations de projet durables définies dans l'EN 1991-1-3.

Actions dues à l’eauIntensité de la force horizontale totale Fwa (N) exercée par les courants sur la surface verticale :

2

21

wawawa vbhkF

NOTE Fwa peut être utilisée pour vérifier la stabilité des piles de ponts et des batardeaux, etc. Une formulation plus précise peut être utilisée pour Fwa pour le projet individuel.

vwa vitesse moyenne de l'eau rapportée à saprofondeur, exprimée en m/s

wa masse volumique de l'eau, exprimée en kg/m3

h profondeur de l'eau, sans prendre en comptela profondeur d'affouillement local, exprimée en m

b largeur de l’obstacle, exprimée en mk coefficient de forme

k = 1,44 pour un obstacle de section carréeou rectangulaire en plan,k = 0,70 pour un obstacle de section circulaireen plan.

Le cas échéant, il convient de représenter l'accumulation potentielle de débris par une force Fdeb (N) et de la calculer pour un obstacle de forme rectangulaire (par exemple unbatardeau), par exemple, à partir de l'expression :

kdeb paramètre de masse volumique des débris,exprimé en kg/m3

vwa vitesse moyenne du débit d'eau, exprimée en m/sAdeb aire d'obstruction créée par les débris piégés

et le cintre, exprimée en m2

La valeur recommandée de kdeb est égale à 666 kg/m3.

2wadebdebdeb vAkF

Il convient de tenir compte des actions dues à la glace, y compris la glace flottante, le cas échéant.

NOTE 1 Les actions peuvent être considérées comme une charge répartie et comme agissant dans le sens du courant à son plus haut ou son plus bas niveau, de manière à obtenir les effets les plus défavorables.

NOTE 2 Les efforts et les niveaux d'eau peuvent être définis dans l'Annexe Nationale ou pour le projet individuel.

Il y a lieu de prendre en compte les actions dues à l'eau de pluie lorsqu’elle peut s’accumuler et produire des effets d'engorgement dus, par exemple, à un drainage mal conçu, des imperfections de surface, des déformations verticales et/ou à une défaillance des dispositifs d’évacuation.

4.11.1(1) Il y a lieu de représenter les charges deconstruction dans les combinaisons d’actions par uneaction variable unique Qc comprenant, lorsqu’il y a lieu :

Qca;

Qcb;

Qcc;

Qcd;

Qce;

Qcf.

NOTE Le groupe de charges à prendre en compte dépenddu projet particulier.

§ 4.11 : Charges de construction

6 catégories de charges

Type Symbole Description Personnel, et et petit outillage

Qca Personnel d’exécution, personnel d'encadrement et visiteurs, le cas échéant avec petit outillage ou autre équipement léger de chantier

Stockage d’éléments déplaçables

Qcb Stockage d’éléments déplaçables, par exemple : - matériaux de construction, éléments préfabriqués, et - équipements

Equipements non permanents

Qcc Equipements non permanents en position d'utilisation en cours d'exécution, soit : - fixes (par exemple panneaux de coffrage, échafaudage, cintre, machines, conteneurs) ou - déplaçables (par exemple équipages mobiles, poutres de lancement et avant-bec de poussage, contrepoids)

Machines et équipements lourds déplaçables

Qcd Machines et équipements lourds déplaçables, généralement à roues ou à chenilles (par exemple grues, ascenseurs, véhicules, chariots élévateurs, générateurs électriques, vérins, dispositifs de levage lourds)

Accumulation de matériaux de rebut

Qce Accumulation de matériaux de rebu (par exemple excédent de matériaux de construction, déblais ou matériaux de démolition)

Charges dues à des parties d'une structure dans des états provisoires

Qcf Charges dues à des parties d'une structure en phases provisoires (en cours d'exécution) avant que les actions de calcul finales ne développent leurs effets, telles que les charges dues aux opérations de levage

Définition des charges de construction

Charges de construction Qca

Charges dues au personnel d’exécution, à l’encadrement et aux visiteurs, avec un

équipement de chantier léger

Représentées par une charge uniformément répartie

Valeur recommandée : qca,k = 1,0 kN/m2

Tabliers de ponts

Les actions à prendre en compte simultanément en cours debétonnage peuvent comprendre, s’il y a lieu, le poids dupersonnel d’exécution avec équipement de chantier léger (Qca),des coffrages et des éléments porteurs (Qcc) ainsi que le poidsdu béton frais (qui est un exemple de charge Qcf).NOTE 1 Pour le poids volumique du béton frais, voir EN 1991-1-1tableau A1 (ajouter 1 kN/m2).

NOTE 2 Qca, Qcc et Qcf peuvent être donnés dans l’Annexe nationale.

NOTE 3 Des valeurs recommandées pour le béton frais (Qcf) peuventêtre lues dans le Tableau 4.2 associé à la figure 4.2 et dans l’EN 1991-1-1 Tableau A1. D’autres valeurs peuvent devoir être définies, parexemple lorsque l’on emploie du béton auto-plaçant ou des produitspréfabriqués.

Charges de construction Qca (+ Qcf) en cours de bétonnage

Charges dues au personnel d’exécution, à l’encadrement et aux visiteurs, avec un équipement de chantier léger, en cours

de bétonnage

NOTE 4 Les charges telles que définies en (a), (b) et (c), et indiquées dans le Tableau 4.2, sont destinées à être positionnées de manière à provoquer les effets maximum, qui peuvent ou non être symétriques.

Tableau 4.11.2 - Valeurs caractéristiques recommandées des actions dues aux charges de construction lors du coulage du béton

Action Surface soumise à une charge Charge en kN/m2

(a) A l'intérieur de la surface de travail 3 m x 3 m

(ou la longueur de portée est inférieure)

10 % du poids propre du béton mais au moins 0,75 et au plus 1,5 Inclut Qca et Qcf

(b) A l'extérieur de la surface de travail 0,75 couvrant Qca

(c) Surface réelle Poids propre du coffrage, de l'élément porteur (Qcc) et poids du béton frais pour l'épaisseur de calcul (Qcf)

(2) Il convient de tenir compte des actions horizontales du béton frais.

Charges de construction Qcb

Stockage d’éléments déplaçables (par ex. matériaux pour les bâtiments et de construction,

éléments préfabriqués, et équipements)

Représentées par une charge uniformément répartie et une charge concentrée. Les valeurs caractéristiques recommandées sont :

qcb,k = 0,2 kN/m2

Fcb,k = 100 kN

Charges de construction QccMatériels non permanents en position de fonctionnement en cours d’exécution, soit fixes (par ex. panneaux de coffrage, échafaudages, cintres, machines, conteneurs) soit déplaçables (par ex. équipages mobiles, poutres de lancement et avant-becs, contre-poids).

En l’absence de toute information pour le projet considéré, le modèle recommandé est une charges uniformément répartie de valeur caractéristique recommandée :

qcc,k = 0,5 kN/m2

Pour le poids d’équipage de bétonnage en place retenir 40t pour les voussoirs de 10m de large et 3m de longueur, 60t pour des 22m de large et 3m de long

En préfa, l’engin de pose s’évaluera avec la formule: Lvs x max(Svs)x b

Charges de construction QcdMachines et équipements lourds déplaçables, généralement à roues ou à chenilles (par ex. grues, ascenseurs, véhicules, chariots élévateurs, générateurs, vérins, dispositifs de levage lourds)

Voir les autres Parties de l’ EN 1991 et/ou le cahier des charges du projet.

Charges de construction QcdAutre exemple – Le pont de Normandie

Qce : accumulation de matériaux de rebut, par ex. excédent de matériaux de construction, déblais ou matériaux de démolition (ne concerne que les bâtiments)

Qcf : Charges dues à des parties d'une structure en phases provisoires (en cours d'exécution) avant que les actions de calcul finales ne développent leurs effets, telles que les charges dues aux opérations de levage .

Ci-dessous chaises de calage d’un bipoutre et vérinage

(P) Les actions accidentelles telles que les chocs dus à des véhicules de construction, grues, équipements ou matériaux de construction en cours de déplacement (par exemple benne de béton frais), et/ou la défaillance locale d’appuis définitifs ou provisoires, y compris les effets dynamiques, pouvant entraîner l'effondrement des éléments structuraux porteurs, doivent être prises en compte lorsqu’il y a lieu.

NOTE 1 Les concentrations anormales d'équipements et/ou de matériaux de construction sur les éléments structuraux porteurs ne sont pas considérées comme des actions accidentelles.

NOTE 2 Les effets dynamiques peuvent être définis dans l'Annexe Nationale ou pour le projet individuel. La valeur recommandée du coefficient de majoration dynamique est égale à 2. Dans des cas spécifiques, une analyse dynamique est nécessaire.

Actions accidentelles

Il est recommandé de définir et de prendre en compte, le cas échéant, l'action due aux chutes d'équipements sur ou à partir d'une structure, y compris les effets dynamiques.

Il y a lieu d'évaluer les effets des actions décrites dans les paragraphes ci-dessus afin de déterminer la possibilité de déclencher un mouvement de la structure ; il y a lieu, aussi, de déterminer l'ampleur et l'effet de tout mouvement de ce genre, et d’évaluer la possibilité d'un effondrement progressif.

Ex: Balancement longitudinal / transversal sous l’effet du vent d’un fléau

Cas des ponts poussés